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Direct energy deposition processes, Dispense di Ingegneria dei Materiali

Processo di lavorazione di materiali

Tipologia: Dispense

2021/2022

Caricato il 12/08/2023

Alessandra22_
Alessandra22_ 🇮🇹

6 documenti

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DIRECT ENERGY DEPOSITION PROCESSES - Slide 68
Con Direct Energy Deposition non usiamo più un letto di polveri o già presente, in questo caso immettiamo noi stesso
il materiale, simile quindi al FUSED DEPOSITION MODEL (FDM), solo che non depositiamo polimeri (potenzialmente
possiamo farlo, ma non è utilizzato in realtà per polimeri).
Con il flusso del laser vengono forniti questi materiali che fondono prima di toccare il piatto; è UN PROCESSO MOLTO
USATO PER I METALLI.
UN VANTAGGIO CONSISTE NEL CONSIDERARE IL GETTO SEPARATO E QUINDI POTERNE
SFRUTTARE Più DI UNO CON RELATIVI MATERIALI DIVERSI FRA LORO DANDO VITA AGLI FGM O
FUNCTIONAL GRAIDER MATERIAL. estensione del CRITERIO DI FORMA E RESISTENZA, scegliere
un materiale più resistente a coppie flettenti dove necessario, se necessario ovviamente (a causa
del prezzo). COME AL SOLITO UNO SVANTAGGIO È LA RUGOSITÀ DEL PEZZO.
UNA VARINATE: DIRECTED ENERGY DEPOSITION WIRE-BASED METHOD
Questo è un processo molto simile alla saldatura. In questo abbiamo una
saldatura ad arco (ad esempio tramite una macchina normalissima MIG)
cioè un arco elettrico fonde un filo di materiale che si deposita. (siamo
sull’ordine dei millimetri, molto grezzo).
POSSO DEPOSITARE UN QUANTITÀ DI MATERIALE ENORME SU UN AREA
MOLTO GRANDE, LIMITATO SOLTANTO DALLO SPAZIO DI LAVORO DELLA
MACCHINA CN.
QUESTA VELOCITÀ LA PAGO IN TERMINI DI ACCURATEZZA SUPERFICIALE (fa
schifo), quindi sarà necessario un post processing) grosso svantaggio rispetto il powder bed
Può essere anche utilizzato nel mondo delle riparazioni. Esistono due alternative di questo processo: con filo esterno
o con filo interno (coassiale).
QUINDI OVUNQUE HO UN PROCESSO DI SALDATURA POSSO FARE ANCHE ADDITIVE, ECCETTO CHE PER L’EBM CHE
VUOLE IL VUOTO.
DIFFERENZE POWDER BED E DIRECT ENERGY:
Pezzi più grezzi e meno dettagliati
FGM
Tasso di produzione molto elevato
Oggetti creati anche molto grandi
Può essere utilizzato nel mondo delle
riparazioni
Coatings (deposito di carburo di titanio)
ne ha parlato due secondi e non si è
capito
La creazione della polvere va considerata sempre
a livello economica il processo più utilizzato e
l’atomizzazione, che sfrutta un gas inerte.
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DIRECT ENERGY DEPOSITION PROCESSES - Slide 68

Con Direct Energy Deposition non usiamo più un letto di polveri o già presente, in questo caso immettiamo noi stesso il materiale, simile quindi al FUSED DEPOSITION MODEL (FDM), solo che non depositiamo polimeri (potenzialmente possiamo farlo, ma non è utilizzato in realtà per polimeri). Con il flusso del laser vengono forniti questi materiali che fondono prima di toccare il piatto; è UN PROCESSO MOLTO USATO PER I METALLI. UN VANTAGGIO CONSISTE NEL CONSIDERARE IL GETTO SEPARATO E QUINDI POTERNE SFRUTTARE Più DI UNO CON RELATIVI MATERIALI DIVERSI FRA LORO DANDO VITA AGLI FGM O FUNCTIONAL GRAIDER MATERIAL. estensione del CRITERIO DI FORMA E RESISTENZA, scegliere un materiale più resistente a coppie flettenti dove necessario, se necessario ovviamente (a causa del prezzo). COME AL SOLITO UNO SVANTAGGIO È LA RUGOSITÀ DEL PEZZO. UNA VARINATE: DIRECTED ENERGY DEPOSITIONWIRE-BASED METHOD Questo è un processo molto simile alla saldatura. In questo abbiamo una saldatura ad arco (ad esempio tramite una macchina normalissima MIG)  cioè un arco elettrico fonde un filo di materiale che si deposita. (siamo sull’ordine dei millimetri, molto grezzo). POSSO DEPOSITARE UN QUANTITÀ DI MATERIALE ENORME SU UN AREA MOLTO GRANDE, LIMITATO SOLTANTO DALLO SPAZIO DI LAVORO DELLA MACCHINA CN. QUESTA VELOCITÀ LA PAGO IN TERMINI DI ACCURATEZZA SUPERFICIALE (fa schifo), quindi sarà necessario un post processing)  grosso svantaggio rispetto il powder bed Può essere anche utilizzato nel mondo delle riparazioni. Esistono due alternative di questo processo: con filo esterno o con filo interno (coassiale). QUINDI OVUNQUE HO UN PROCESSO DI SALDATURA POSSO FARE ANCHE ADDITIVE, ECCETTO CHE PER L’EBM CHE VUOLE IL VUOTO. DIFFERENZE POWDER BED E DIRECT ENERGY:  Pezzi più grezzi e meno dettagliati  FGM  Tasso di produzione molto elevato  Oggetti creati anche molto grandi  Può essere utilizzato nel mondo delle riparazioni  Coatings (deposito di carburo di titanio)  ne ha parlato due secondi e non si è capito La creazione della polvere va considerata sempre a livello economica  il processo più utilizzato e l’atomizzazione, che sfrutta un gas inerte.

ADDITIVE NEW FORMAT - Slide 82 L’altro grande tema da affrontare è LA CREAZIONE DI SUPPORTI. Devo scegliere la tipologia dei supporti, come ad aghi. Inoltre i supporti devono essere a pareti sottili in quanto deve essere facile eliminarli, ma anche abbastanza robusti da sopportare la struttura ad esempio in caso di warping. I supporti devono essere ben fissati alla base. I supporti inoltre mi fanno anche da conduttori termici per raffreddare il pezzo più velocemente. SOLUZIONE ALLA RIDUZIONE DEL PESO Devo trovare la migliore struttura che rispetta ad esempio le condizioni di carico, cercando di minimizzare il materiale usato per congiungere le zone. PER FARLO UTILIZZO DELLE TECNICHE DI MINIMIZZAZIONE TECNOLOGICHE, integrate spesso nei software. SLIDE 84 - Esempio con cintura di sicurezza. IL CONCETTO DEL BUY TO FLY consiste nel rapporto tra ciò che ho all’inizio e ciò che ho alla fine (in questo caso di massa e di conseguenza sprechi), E UN PARAMETRO PER DETERMINARE QUALE PROCESSO MI CONVIENE USARE. UN ALTRO PARAMETRO è IL FLUSSO ENERGETICO, VEDERE L’ENERGIA IMPIEGATA  per vedere anche l’impatto ambientale; considerando il manufacturing root, cioè il percorso che mi ha portato ha quel pezzo finito (si determina la convenienza in termini di energia spesa). QUALI SONO I BENEFICI DELL’ADDITIVE?  Posso comprare una macchina di additive per fare prototipi e attrezzeria. Evito costi di attrezzaggio e posso produrre oggetti complessi (come canali di raffreddamento)  Posso usare l’additive per fare pre-produzione, parte del processo utilizzata per testare il prodotto.  Salendo con il rischio posso invece lavorare dei pezzi, ad esempio posso unire due pezzi che prima saldavo creandone uno solo.  Il passaggio ultimo è DfAM, cioè riprogetto il pezzo, sfruttando al massimo le tecnologie che ho a disposizione, sfruttando ad esempio strutture reticolari e cose di questo tipo (un esempio sono le protesi di cranio fatte su misura). Parte finale su processo di ottimizzazione  riassuntone di quello già detto.